Fuentes de luz y equipos auxiliares
Lámpara de vapor de sodio de alta presión
Las lámparas de vapor de sodio de alta presión son las mas avanzadas. Las radiaciones emitidas por estas lámparas represetan un espectro de emisión con bandas más anchas. Se mejoran
las características de las lámparas, pero la eficacia luminosa y la reproducción cromática siguen siendo el punto débil de estas lámparas. El tubo de descarga llega a alcanzar temperaturas
de 1000ºC
Imagen - Lámpara de vapor de sodio alta presión (Fuente: OSRAM)
Partes de la lámpara:
Imagen - Partes de la lámpara de vapor de sodio a alta presión (Fuente: Manual de iluminación INDAL)
Tubo de descarga: es de menor tamañano y cilíndrico. El material es cerámico, a base de óxido de aluminio sinterizado, trasnlúcido y con un pequeño contenido de óxido de
magnesio que reduce el tamaño del cristal de aluminio. A pesar de ser translúcido, la transmisión de la radiación visible llega a alcanzar el 90%.
En los dos extremos tiene dos discos de aluminio o niobio que cierran el tubo.
Igual que las lámparas de baja presión tiene dos electrodos de una aleación de tungsteno y titanio recubiertos por una sustancia que favorece la emisión de electrones.
El interior del tubo está relleno de sodio, una mezcla de gas xenón para facilitar el arranque y vapor de mercurio que protege a los electrodos amortiguando la movilidad de los electrones.
La mezcla de todos estos gases reduce la longitud necesaria del arco, por lo que disminuye el tamaño de la lámpara.
Ampolla exterior: es de vidrio y en el interior tiene hecho el vacío o contiene un gas inerte para reducir las perdidas de calor del tubo y prevenir
los ataques químicos. Su forma es ovoide o tubular.
Casquillo: normalmente es de rosca Edison, aunque también puede ser de tipo Bayoneta. Ver apartado Casquillos.
Funcionamiento
La luz se obtiene por la emisión generada en el choque de los electrones libres con los átomos del gas del tubo de descarga. Los choques excitan a los electrones que pasan a órbitas de más energia.
Cuando regresan a su órbita se produce la emisión de los fotones, es decir la radiación de luz.
Equipos auxiliares
Las lámparas de vapor de sodio a alta presión necesitan una tensión muy elevada para su arranque. El equipo auxiliar lo forman un balasto y un arrancador que puede ser externo o incorporado y conectado en serie o semiparalelo.
Para corregir el factor de potencia se conecta un condensador en paralelo.
Imagen - Esquema con arrancador independiente y esquema con arrancador semiparalelo (Fuente: Manual de iluminación INDAL)
Cuando se conecta la lámpara a través de la reactancia, se produce la descarga inicial en el interior del tubo y empieza el calentamiento de la lámpara que funde y evapora el sodio metálico y empieza a emitir luz.
Efectos de las variaciones de la tensión de red
Las variaciones de la tensión de red sobre la lámpara afectan a la corriente, el flujo luminoso y la potencia en la lámpara. La variación de tensión afecta negativamente a este tipo de lámparas, hasta
el punto de ser necesaria la instalación de un equipo estabilizador de tensión para corregir las posibles alteraciones de tensión.
Un aumento de la tensión repercute en una disminución de la reproducción cromática y reducción de la vida de la lámpara.
Imagen - Efectos de las variaciones de tensión de red sobre las lámparas de vapor de sodio alta presión (Fuente: ELT)
Donde:
la tensión del arco de la lámpara(VL)
la intensidad (IL)
la potencia (WL)
el flujo luminoso (Φ)
Modelos disponibles en el mercado
Imagen - Modelos de lámparas de vapor de sodio alta presión (Fuente: PHILIPS)
Características Principales
Operativas
- Casquillos
Imagen - Casquillos de la lámpara de vapor de sodio a alta presión (Fuente: IESNA)
- Posición de funcionamiento: universal
- Tiempo de encendido y reencendido(s): 300 -600 respectivamente
- Tamaño: grande
- Posibilidad de regulación: sí
Eléctricas
- Potencia(W): 50 - 10.000
- Flujo luminoso(lm): 3.500 - 130.000
Lumínicas
- Espectro de emisión: discontínuo
Imagen - Espectro de emisión de una lámpara de vapor de sodio a alta presión (Fuente: PHILIPS)
- Intervalos de eficacia(lm/W): 100
- Color de la luz: amarillo dorado
- IRC: 25
- Temperatura de color(K): 2.300
Otras
Ventajas e inconvenientes
- Eficacia elevada
- IRC elevado en muy alta presión
- Vida media elevada
- Necesita equipo auxiliar
- Necesita tiempo encendido y reencendido
- Gran tamaño
Aplicaciones
Igual que las lámparas de sodio de baja presión, tienen un color amarillento dorado, y tambien se utilizan para alumbrado exterior siempre que el rendimiento cromático no deba ser elevado.
Imagen - Aplicaciones de la lámpara de vapor de sodio alta presión
Flujo luminoso |
x
Cantidad de luz emitida por una fuente de luz en todas las direcciones del espacio, en lumen [lm]
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Intensidad luminosa |
x
Flujo luminoso emitido por una fuente de luz en una dirección dada, en candelas [cd]
Más información
Iluminancia |
x
Flujo lumínico que incide sobre la unidad de superficie, en lux [lx]
Más información
Luminancia |
x
Intensidad luminosa por unidad de superficie aparente de una fuente que emite luz o que la refleja, captada por el ojo humano, en candela/metro2 [cd/m2]
Más información
Deslumbramiento |
x
Pérdida o disminución de la capacidad visual debido al exceso de luminancia del objeto que se observa o incide sobre el ojo.
Más información
Contraste |
x
Mide la relación entre la luminancia de un objeto y la luminancia de su fondo.
Más información
Equilibrio Lumínico |
x
El equilibrio lumínico es la uniformidad en 3D y de las luminancias. Es una magnitud muy compleja de calcular porque aunque el ojo humano no distingue entre los distintos niveles de iluminación del espacio, estos existen.
Más información
Uniformidad extrema (Ue) |
x
Relación la iluminancia mínima y máxima de una instalación
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Mantenimiento |
x
La iluminancia inicial proporcionada por la instalación disminuye de manera gradual con el tiempo debido al uso, disminución de los lúmenes de las lámparas, a la suciedad del sistema, etc. Pero es posible mantener la iluminancia sobre un mínimo si se limpian las lámparas y luminarias, se reemplazan las lámparas quemadas o gastadas. Es decir, si se establece un programa de mantenimiento de la instalación.
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Eficacia luminosa |
x
Flujo que emite una fuente de luz por cada vatio consumido, en lumen/vatio [lm/W]
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Distribución espectral |
x
La distribución espectral representa la cantidad de energía radiada que emite la fuente de luz en las diferentes áreas visibles del espectro.
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Temperatura del color |
x
La temperatura del color mide el grado de calidez o frialdad que reproduce una fuente de luz. Se expresa en grados Kelvin [K].
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Índice de reproducción cromática (IRC) |
x
El IRC es la capacidad de la fuente de luz para reproducir fielmente el color, comparándola con un patrón de referencia.
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Depreciación Luminosa |
x
La depreciación luminosa hace referencia a la pérdida de iluminancia que sufre la instalación a lo largo de uso.
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Adaptación |
x
Habilidad del ojo para enfocar y ajustarse cuando hay cambios en el nivel de iluminación
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Capacidades Visuales |
x
Habilidad del ojo para enfocar y ajustarse cuando hay cambios en el nivel de iluminación
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Vida Útil |
x
La vida útil de una lámpara se define como el número de horas de funcionamiento antes de sufrir una depreciación del 30%.
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Tiempo de encendido |
x
El tiempo de encendido es el tiempo necesario de las lámparas para llegar al nivel estable de flujo luminoso, arrancando en frío
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Flujo hemisférico superior instalado |
x
Porcentaje de flujo emitido por encima del plano horizontal y el flujo total de la luminaria
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Índice de reflexión |
x
Relación entre el flujo luminoso reflejado y el flujo incidente
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Deslumbramiento directo |
x
Deslumbramiento que se produce por una luminaria situada dentro del campo visual.
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Fuentes de luz de alta intensidad (HID)|
x
Dentro de este grupo se encuentran las lámparas de vapor de mercurio, halogenuros metálicos y vapor de sodio
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Agudeza visual|
x
Capacidad del ojo para reconocer y distinguir detalles de objetos situados a distancias cortas.
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